摘要:为了防止填土或者土体坍塌等情况的发生,需要建造支撑填土或者土体的挡土墙,在有的地形,由于其特殊地形不需要建造挡土墙,然而有的就需要建造挡土墙来保证坡土的稳定,以免发生土体坍塌,可见挡土墙在一些特殊地段的重要性,在建造挡土墙时也要考虑地形的结构,因地制宜,只有这样才能建造出合适的挡土墙来避免坍塌等现象的发生,因此挡土墙的设计就尤为重要,选择怎样的挡土墙能节约成本,怎样的挡土墙能适用这个地形,这都是挡土墙设计需要考虑的,不仅如此,当挡土墙建好之后,如何对挡土墙进行养护也是至关重要的,如果不能做好养护工作,那么挡土墙也会丧失它的作用,可见养护工作也是关键的环节。本文从挡土墙的设计要点出发,介绍了锚杆式挡土墙的设计以及有关于锚杆式挡土墙土压力的计算,并对挡土墙的养护和加固做了有关论述。
1引言
为了防止水土流失和保证建筑物的安全,在一些特殊地形,比如一些高度差特别大的地区,就需要建筑挡土墙来保证建筑物的安全。锚杆式挡土墙近年有了迅速的发展,随着扩孔技术和注浆技术及优化设计的推广,它的应用范围不断扩大,而对后期挡土墙的养护工作也是非常重要的,它确保了挡土墙能发挥出它的作用,保证了人民的生命财产不受损失。本文以锚杆式挡土墙为例,对锚杆式挡土墙的设计要求以及锚杆式挡土墙的特点和适用范围做了论述,并对土压力的计算加以总结,最后对挡土墙的养护工作提出了几点建议。
2挡土墙的设计
2.1挡土墙简介
在复杂的地形工程设计中为了降低项目成本,而经常结合当地条件,设置高低不同的台地来避免一些坍塌事故的发生。在对台地的边界进行处理时一般有两种处理方法,一个是自然放坡,另外就是当自然放坡不能起到稳定作用时,需要建造的挡土墙。
挡土墙是一种用来支持一个陡峭的斜坡,以保持土壤结构的稳定性,它主要是承受侧向的土结构造成的压力。挡土墙广泛应用于公路,铁路,水利,采矿,运输和建筑土木工程,一些山区的地面水平坡度陡,经常在边坡位置或者在背面有太多的滑坡出现,在施工时不仅工程量大,而且破坏了自然植被,容易造成灾害所以就需要建筑挡土墙,平原地区具有肥沃的土地,为了节约土地,往往在路基一侧或两侧设置挡土墙,挡墙往往用于控制崩塌,滑坡等情况的发生。
2.2锚杆式挡土墙的设计
2.2.1锚杆式挡土墙的设计特点及适用范围
(1)锚杆式挡土墙的设计特点。首先因为锚杆式挡土墙的结构本身的质量比较轻,所以在施工过程中就会比较省材料,正因如此也是的锚杆式挡土墙的施工速度比较快,而且锚杆式挡土墙的柔性比较大,使得锚杆式挡土墙能够适应于承载力比较低的施工段。还有就是锚杆式挡土墙不怎么占用空间,所以能够替代那些比较大型的圬工结构。
(2)锚杆式挡土墙的适用范围。锚杆挡土墙可作为山边的支挡结构物,也可用于地下工程的临时支撑。在墙较高时,它可以自上而下分级施工,避免坑壁及填土的坍塌。对于开挖工程它可避免内支撑,以扩大工作面而有利于施工。同时由于其施工占地少,可缩小基础开挖面积,加快施工速度。这种挡墙对于岩石陡坡地区及挖方地区有利。
2.2.2锚杆式挡土墙的设计要求
锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙面和钢锚杆组成的支挡建筑物,它是靠锚杆锚固在稳定地层内,能承受水平拉力来维持墙的平衡,因此地基承载力一般不受控制,从而能克服不良地基的困难。在高边坡的情况下,且可采用自上而下逐级开挖和施工的办法,可以避免边坡坍塌,有利于施工安全。
锚杆使用灌浆锚杆,采用钻机钻孔,毛孔直径一般为100~150mm,锚杆材料为HPB400钢筋和由7根钢丝构成φ12.7mm的预应力钢绞线。锚杆钢筋以一根或数根钢筋组成;锚杆锚索以一束或数束钢绞线组成。锚杆插入锚孔内后再灌注水泥砂浆。灌浆锚杆亦可用于土层,但由于土层与锚杆间的握固能力较差,尚需要加压灌浆或内部扩孔的方法以提高其抗拔能力。
锚杆挡土墙结构形式主要有柱板式和板壁式两种。柱板式一般由肋柱、挡土板及灌浆锚杆组成;板壁式一般由钢筋混凝土和楔缝式锚杆组成,多用于边坡防护。锚杆是锚杆挡土墙的主要受力构件,可为单根钢筋或钢丝束。锚孔内放置钢筋或钢丝束后,灌注水泥砂浆使其锚固于稳定地层,具有足够的抗拔力。肋柱截面多为矩形,也有设计为T形,底端一般作成自由端或绞结,如基础埋置深,且为坚硬岩石,也可作为固定端。挡土板可采用槽型板、矩形板和空心板。
2.2.3锚杆式挡土墙土压力的计算
墙身分为上、下两级,肋柱就地灌注,间距为l,当计算岩石的重度时,γ取25KN/m3,当计算土体重度时,γ取20kN/m3,λ为坡角,则根据库伦土压力计算公式得:
(1)在上墙。
(2)在下墙。下墙的土压力按延长墙背法计算,从下墙墙背作延长线与墙背土坡延长线相交于一点,这点即为虚设的墙顶,距平台的垂直高度为h。则土压力为:
3挡土墙的养护技术
对挡土墙的养护最基本的要求有,要保证构造物的完整、良好的砌体伸缩缝填料、避免泄水孔造成堵塞。
通过日常的定期检查,发现问题后要分析问题产生的原因,从而找出解决问题的方法。除了日常维护挡土墙,在每年的春天和秋天应当进行定期检查,尤其是在冰冻的北方地区,因为在寒冷的地区当冰雪溶化后很可能会对墙体造成冲刷。在异常的天气、地震或其他重型车辆时也应做检查,发现裂缝,倾斜等情况应该确定原因并观察它们发展现状并采取适当的维修、加固和其他措施。检查和修复加固后,要做好工作记录,建立技术文件以供将来参考,从而确保了挡土墙能发挥出它的作用。
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